家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET

本篇目标：将摄像头OV7670的照片数据，转换成BMP二进制，上传到ONENET平台，用于远程监测。

材料准备：

之前移植的温湿度及红外修改工程：（温湿度及红外修改工程），继续往里面移植摄像头驱动上传代码。
STM32F407最终摄像头上传ONENET平台工程：（STM32F4摄像头数据上传onenet）（git仓库地址），里面包含温湿度，红外感应，摄像头照片按一定时间周期上传ONENET平台。

摄像头OV7670硬件连接与接口

这里的摄像头OV7670与上一章的一致，详细可以见（家庭IOT监测之摄像头OV7670测试）。

移植摄像头等相关驱动

用keil打开准备材料1的stm32f407_iot工程，往里面添加代码，驱动摄像头OV7670：

将准备材料最终修改中的摄像头驱动文件夹（ov7670）与（rgb2bmp）拷贝到stm32f407_iot标准工程dev文件夹下。
在Manage Project Items添加文件夹ov7670与rgb2bmp，然后添加刚才对应拷贝文件夹下的C文件。
在Options->C/C+±>Include Paths添加dev下复制文件夹ov7670与rgb2bmp的路径。
需要修改ov7670.h与sccb.h文件中对应的IO引脚，修改成自己对应的引脚口，应该用注释标出。
仔细检查ov7670.c与sccb.c文件中的引脚初始化函数，确认相关RESET、PWDN、SCCB等引脚初始化正确；修改dcmi.c的My_DCMI_Init函数中对于DCMI相关引脚的初始化，与自己的引脚对应。
在main.c中添加头文件：

#include "ov7670.h"
#include "dcmi.h"
#include "ov7670test.h"
#include "rgb2bmp.h"

向main函数中添加代码，如下：

//....
	
    /* WIFI模块IO初始化配置 */
    NET_DEVICE_IO_Init();
	
	/* 摄像头OV7670相关初始化配置 */
	if (OV7670_Init() != 0)    //新添加
	{
		printf("Ov7670 Init Failed.\r\n");
	}
	else
	{
		printf("Ov7670 Init Succeed.\r\n");
#ifdef OV7670_DBG
		OV7670_USART_Init();
#endif
	}

编译通过即可，这样就像上一章一样，移植成功了ov7670的驱动代码，即可使用ov7670摄像头了。

RGB转BMP代码##

在修改之前，先来了解一下，摄像头的数据和BMP文件的数据有哪些不同：

摄像头数据分很多种，RGB565、RGB555、RGB444、YUV、YCbCr等，这里选取的是RGB565（常用于液晶屏显示直接输出）。RGB565包含16位，如下：

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET
BMP格式数据由几部分组成：

（1）bmp文件头：共包含有14个字节：

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET
（2）位图信息头：共包含40个字节；

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET

（3）调色板：单色，16色，256色包含调色板；16位，24位，32位不包含调色板；

（4）位图数据；

现在来修改代码：

代码摄像头将获取到的RGB565数据存在了数组camera_buffer[]中，要将数据转换成BMP文件，需要增加bmp文件头和信息头共54字节；
定位文件ov7670.c的17行camera_buffer数组，数组增加54字节，修改成：

uint16_t camera_buffer[PIC_WIDTH*PIC_HEIGHT+27]={0};

定位ov7670.h的23行，同样修改成：

extern uint16_t camera_buffer[PIC_WIDTH*PIC_HEIGHT+27];

修改DMA开始地址与数据长度，往后移54个字节，定位ov7670.c的88行，修改DCMI_DMA_Init传入参数：

DCMI_DMA_Init((uint32_t)&camera_buffer+54,(sizeof(camera_buffer)-54)/4,DMA_MemoryDataSize_HalfWord,DMA_MemoryInc_Enable);

这样一来数组camera_buffer前54字节放bmp数据头，因为是16位位图，没有调色板，接下来的字节都放ov7670的rgb565数据。
调用rgb2bmp.c中的rgb565tobmp()函数即可将camera_buffer数组修改成二进制bmp文件。

这里贴出RGB2BMP文件的代码：

rgb2bmp.c：

//主函数
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "rgb2bmp.h"


static void RGBtoBMP(char *bmp_buffer, int nWidth, int nHeight, char bits)
{
	BmpHead m_BMPHeader;
	char bfType[2] = { 'B','M' };
	m_BMPHeader.imageSize = bits * nWidth*nHeight + 54;
	m_BMPHeader.blank = 0;
	m_BMPHeader.startPosition = 54;

	memcpy(bmp_buffer, bfType, sizeof(bfType));
	bmp_buffer += sizeof(bfType);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPHeader.imageSize, sizeof(m_BMPHeader.imageSize));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPHeader.imageSize);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPHeader.blank, sizeof(m_BMPHeader.blank));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPHeader.blank);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPHeader.startPosition, sizeof(m_BMPHeader.startPosition));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPHeader.startPosition);

	InfoHead  m_BMPInfoHeader;
	m_BMPInfoHeader.Length = 40;
	m_BMPInfoHeader.width = nWidth;
	m_BMPInfoHeader.height = nHeight;
	m_BMPInfoHeader.colorPlane = 1;
	m_BMPInfoHeader.bitColor = BMP_BITS;
	m_BMPInfoHeader.zipFormat = 0;
	m_BMPInfoHeader.realSize = bits * nWidth*nHeight;
	m_BMPInfoHeader.xPels = 2835;
	m_BMPInfoHeader.yPels = 2835;
	m_BMPInfoHeader.colorUse = 0;
	m_BMPInfoHeader.colorImportant = 0;

	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.Length, sizeof(m_BMPInfoHeader.Length));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.Length);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.width, sizeof(m_BMPInfoHeader.width));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.width);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.height, sizeof(m_BMPInfoHeader.height));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.height);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.colorPlane, sizeof(m_BMPInfoHeader.colorPlane));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.colorPlane);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.bitColor, sizeof(m_BMPInfoHeader.bitColor));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.bitColor);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.zipFormat, sizeof(m_BMPInfoHeader.zipFormat));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.zipFormat);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.realSize, sizeof(m_BMPInfoHeader.realSize));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.realSize);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.xPels, sizeof(m_BMPInfoHeader.xPels));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.xPels);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.yPels, sizeof(m_BMPInfoHeader.yPels));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.yPels);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.colorUse, sizeof(m_BMPInfoHeader.colorUse));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.colorUse);
	memcpy(bmp_buffer, &m_BMPInfoHeader.colorImportant, sizeof(m_BMPInfoHeader.colorImportant));
	bmp_buffer += sizeof(m_BMPInfoHeader.colorImportant);
}


void rgb565tobmp(char *rgb_buffer, unsigned short nWidth, unsigned short nHeight)
{    
	char bits = BMP_BITS / 8;
	int i = 0;
	int j = 0;
	unsigned char R,G,B;
	unsigned short RGB555,RGB565;
	char *rgb_buff;
	
	rgb_buff = rgb_buffer;
	
	rgb_buffer += 54;
	
	/* RGB565转RGB555 */
	for (i = 0; i < nHeight; i++)
	{
		for (j = 0; j < nWidth; j++)
		{
			/* 读取RGB565 */
			RGB565 = (*(rgb_buffer+1)<<8 | *rgb_buffer);
			/* 分别提取R、G、B数据 */
			B = RGB565 & 0x001f;
			G = (RGB565 >> 6) & 0x001f;
			R = (RGB565 >> 11) & 0x001f;
			/* 转换成RGB555数据 */
			RGB555 = (R << 10) | (G << 5) | (B);
			/* 写入数组 */
			*rgb_buffer = RGB555;
			*(rgb_buffer+1) = RGB555 >> 8;
			rgb_buffer += 2;
		}
	}

	/* 将BMP文件头和信息头写入数组 */
	RGBtoBMP(rgb_buff, nWidth, nHeight, bits);
	
}

rgb2bmp.h：

//rgb2bmp.h文件
#include <stdio.h>

#define BMP_BITS 16

typedef unsigned char  BYTE;
typedef unsigned short WORD;
// BMP图像各部分说明如下
/***********
    第一部分    位图文件头
该结构的长度是固定的，为14个字节，各个域的依次如下：
    2byte   ：文件类型，必须是0x4d42，即字符串"BM"。
    4byte   ：整个文件大小
    4byte   ：保留字，为0
    4byte   ：从文件头到实际的位图图像数据的偏移字节数。
*************/
typedef struct
{    long imageSize;
    long blank;
    long startPosition;
}BmpHead;

/*********************
第二部分    位图信息头
该结构的长度也是固定的，为40个字节，各个域的依次说明如下：
    4byte   ：本结构的长度，值为40
    4byte   ：图像的宽度是多少象素。
    4byte   ：图像的高度是多少象素。
    2Byte   ：必须是1。
    2Byte   ：表示颜色时用到的位数，常用的值为1(黑白二色图)、4(16色图)、8(256色图)、24(真彩色图)。
    4byte   ：指定位图是否压缩，有效值为BI_RGB，BI_RLE8，BI_RLE4，BI_BITFIELDS。Windows位图可采用RLE4和RLE8的压缩格式，BI_RGB表示不压缩。
    4byte   ：指定实际的位图图像数据占用的字节数，可用以下的公式计算出来：
     图像数据 = Width' * Height * 表示每个象素颜色占用的byte数(即颜色位数/8,24bit图为3，256色为1）
     要注意的是：上述公式中的biWidth'必须是4的整数倍(不是biWidth，而是大于或等于biWidth的最小4的整数倍)。
     如果biCompression为BI_RGB，则该项可能为0。
    4byte   ：目标设备的水平分辨率。
    4byte   ：目标设备的垂直分辨率。
    4byte   ：本图像实际用到的颜色数，如果该值为0，则用到的颜色数为2的(颜色位数)次幂,如颜色位数为8，2^8=256,即256色的位图
    4byte   ：指定本图像中重要的颜色数，如果该值为0，则认为所有的颜色都是重要的。
***********************************/
typedef struct
  
{
    long    Length;
    long    width;
    long    height;
    WORD    colorPlane;
    WORD    bitColor;
    long    zipFormat;
    long    realSize;
    long    xPels;
    long    yPels;
    long    colorUse;
    long    colorImportant;
  /*  void show()
  
    {    
        printf("infoHead Length:%dn",Length);
        printf("width&height:%d*%dn",width,height);
        printf("colorPlane:%dn",colorPlane);
        printf("bitColor:%dn",bitColor);
        printf("Compression Format:%dn",zipFormat);
        printf("Image Real Size:%dn",realSize);
        printf("Pels(X,Y):(%d,%d)n",xPels,yPels);
        printf("colorUse:%dn",colorUse);    
        printf("Important Color:%dn",colorImportant);
    }*/
}InfoHead;
/***************************
    第三部分    调色盘结构  颜色表
    对于256色BMP位图，颜色位数为8，需要2^8 = 256个调色盘；
    对于24bitBMP位图，各象素RGB值直接保存在图像数据区，不需要调色盘，不存在调色盘区
    rgbBlue：   该颜色的蓝色分量。
    rgbGreen：  该颜色的绿色分量。
    rgbRed：    该颜色的红色分量。
    rgbReserved：保留值。
************************/
typedef struct
{         BYTE   rgbBlue;
         BYTE   rgbGreen;
         BYTE   rgbRed;
         BYTE   rgbReserved;
      /*   void show(void)
         {
            printf("Mix Plate B,G,R:%d %d %dn",rgbBlue,rgbGreen,rgbRed);
         }*/
}RGBMixPlate;

void rgb565tobmp(char *rgb_buffer, unsigned short nWidth, unsigned short nHeight);

添加代码上传摄像头数据

准备好了转换工作，就可以将BMP传输到ONENET平台上了：

定位net_io.c文件第374行，添加头文件：

#include "dcmi.h"

修改TIM3_IRQHandler中断函数：

void TIM3_IRQHandler(void)
{
	//清中断标识
	TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
	//---------------- 中断处理  ------------------//
	if(oneNetInfo.netWork == 1)
	{
		//修改添加判断条件，在上传的照片过程中等待
		if (oneNetInfo.sendData != SEND_TYPE_PICTURE)
		{
			net_send_time++;
		}
		
		if (net_send_time == 1)
		{
			oneNetInfo.sendData = SEND_TYPE_DATA;
			LED2_TOGGLE;
		}
		else if ((net_send_time % 25) == 0)   //每25s发送心跳请求
		{
			oneNetInfo.sendData = SEND_TYPE_HEART;
			LED2_TOGGLE;
		}
		else if (net_send_time == NET_TIME_DELAY/2)
		{
			//修改添加判断条件，只有在空闲的时候在启动摄像头，否则等待
			if (oneNetInfo.sendData == SEND_TYPE_OK)
			{
				//启动摄像头拍照，等待DMA传输
				DCMI_Start();
				LED2_TOGGLE;
			}
		}
		else if (net_send_time == NET_TIME_DELAY)
		{
			net_send_time = 0;
		}
	}
	
	LED1_TOGGLE;
	OneNet_Check_Heart();
}

定位dcmi.c文件，添加头文件：

#include "onenet.h"

定位dcmi.c文件第78行，在DMA2_Stream1_IRQHandler中断中置位上传图片标志：

oneNetInfo.sendData = SEND_TYPE_PICTURE;

定位main函数，在135行中添加如下函数：

//....
				
                case SEND_TYPE_PICTURE:
                //新添加
#ifdef OV7670_DBG
					ShanWai_SendCamera(camera_buffer+27, PIC_WIDTH, PIC_HEIGHT);
#endif
					rgb565tobmp((char *)camera_buffer, PIC_WIDTH, PIC_HEIGHT);
					
					oneNetInfo.sendData = OneNet_SendData(FORMAT_TYPE2, NULL, NULL, NULL, 0);
					printf("\r\nOnenet Picture Ready.\r\n");

				//....

定位onenet.c，添加头文件：

#include "ov7670.h"

定位onenet.c第211行，修改替换OneNet_SendData_Picture参入函数如下：

OneNet_SendData_Picture(devid, (char *)camera_buffer, 320*200*2+54);

优化onenet驱动部分函数，定位EdpKit.c第369的EDP_PacketSaveData函数，将第二个参数从int16型改为int32，防止出现图片过大而出现解析问题导致上传不了的问题：

uint8 EDP_PacketSaveData(const int8 *devid, int32 send_len, int8 *type_bin_head, SaveDataType type, EDP_PACKET_STRUCTURE *edpPacket)

同样，在EdpKit.h第112行如上修改成一样：

uint8 EDP_PacketSaveData(const int8 *devid, int32 send_len, int8 *type_bin_head, SaveDataType type, EDP_PACKET_STRUCTURE *edpPacket);

定位EdpKit.c第372行的remain_len变量，同样改为int32型：

int32 remain_len = 0;

编译，通过后烧写到stm32f407中，观察串口打印，是否上传照片工程：

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET
登录onenet平台查看数据，是否有照片数据上传，如图：

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET

ps：若是发现上传的照片有垂直，水平颠倒，可以定位ov7670config.h文件第82行，0x1E寄存器：

{0x1e, 0x27},//0x07不翻转;0x17垂直翻转;0x27水平翻转;0x37水平垂直翻转

ONENET修改应用加入照片

进入自己onenet设备的应用管理，编辑：

选择元件库，图片；
属性图片类型选择图片格式的数据流；
数据流选择刚才上传照片的数据流；
调整图片大小合适即可；
点击发布即可；

在自己的应用主页就可以看到自己的应用数据了，也可以把链接发送给别人查看，如图：

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET

小结：关于摄像头上传数据到ONENET的代码中，有许多可以优化的地方，比如：

（1）可以把摄像头的启动函数DCMI_Start()放在红外外部中断里面，红外一感应到范围里面有人，就用摄像头拍摄下来。

（2）现在用的是WIFI的UART接口，速度只有115200，传输图片需要10s左右之久，所以可以将WIFI改为SPI接口与STM32F407相连，可以大大地加快传输速率。

（3）想过用来传输视频流，但是stm32f407有点不够用，RAM也比较小，如果换成ARM，再用H.264压缩，可以大大降低数据传输压力，再用WIFI视频视频流的传输，初步设想，后期若是视频，再更新博客。

以上移植基本上就完成了，结合以前的数据，就已经把温湿度、红外感应数据以及摄像头照片数据都上传到ONENET平台了，可以达到一个简单的监控的目的了，但只是初步的实现，在调试过程中还存在一些不惹人注意的bug，所以需要耐心多次测试修改，加油，共勉~

家庭IOT监测之摄像头数据上传ONENET

摄像头OV7670硬件连接与接口

移植摄像头等相关驱动

RGB转BMP代码##

添加代码上传摄像头数据

ONENET修改应用加入照片

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